Выбор оптимального места расположения водозабора

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Выбор оптимального места расположения водозабора

Содержание

1. Система водоснабжения

2. Природные поверхностные водоемы

3. Подземные воды

4. Зоны санитарной охраны

5. Требования, предъявляемые к источникам водоснабжения

1 СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ

ВЗС - (водозаборное сооружение) - это комплекс гидротехнических сооружений, служащих для забора воды из источника водоснабжения, ее предварительной очистки (обычно процеживанием через сетки) и подачи под необходимым напором в водоводы (к потребителю или на очистные сооружения системы водоснабжения). ВЗС включает в себя несколько сооружений:

· водоприемник;

· сеточный или сборный колодец;

· насосную станцию 1-го подъема;

· водоводы и др. сооружения.

Рисунок 1 - Водозаборное сооружение

Очистные сооружения водоснабжения - предназначены для очистки поступающей из водозабора воды и подачу ее потребителю. Основными способами очистки воды являются осветление и обеззараживание. Поэтому ОС представляют свой комплекс сооружений, включающий в себя:

· отстойники;

· осветлители;

· фильтры;

· смесители;

· камеры хлопьеобразования;

· камеры обеззараживания и пр.

Сеть водоснабжения - предназначена для транспортировки очищенной воды потребителю. Включает в себя:

· насосную станцию 2-го подъема;

· водонапорную башню;

· сеть трубопроводов различного диаметра;

· запорно-регулирующую арматуру.

Потребители. Потребление воды человеком связано с его бытом и его производственной деятельностью. Все многочисленные и разнообразные виды расходования воды могут быть разделены на три основные группы:

· расходование воды населением для хозяйственно-питьевых (бытовых) нужд;

· расходование воды на нужды производства;

· расходование воды на тушение пожаров.

Сеть канализации обеспечивает сбор и транспортировку сточных вод на очистные сооружения канализации. Включает в себя:

· насосные канализационные станции;

· смотровые колодцы;

· сеть трубопроводов различного диаметра;

· запорно-регулирующую арматуру.

Очистные сооружения канализации производят очистку и обеззараживание сточных вод пред сбросом их в водоем. В зависимости от качества поступающей сточной жидкости могут включать:

· песколовки;

· отстойники;

· жироловки;

· аэротенки;

· метантенки;

· воздуходувки;

· фильтрпрессы и проч.

В настоящее время нормативными документами, регламентирующими требования к воде, являются: СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества", ГН 2.1.5.1315-03 гигиенические нормы (регламентирующие хлороформ, алюминий и пр.), дополнение к ГН (хлороформ до 60 мкг/л), СанПиН 2.1.1074-09. Дополнительные требования к горячему водоснабжению (табл. 1).

К физическим относятся: температура, мутность, цветность, вкус и запах.

Химические свойства воды обусловлены содержанием в ней тех или иных химических веществ, основные из них следующие показатели: плотный осадок, окисляемость, активная реакция, содержание кальция, магния, железа, марганца, хлоридов, сульфатов и т.д.

Бактериальное загрязнение воды определяется содержанием в воде бактерий, называемых кишечной палочкой (или бактерии коли).

Таблица 1 - Требования к составу и свойствам воды поверхностных водоисточников и пунктов хозяйственно-питьевого водопользования

№	Показатель состава и свойств воды	Централизованное и нецентрализованное хозяйственно-питьевое водоснабжение и водоснабжение питьевой водой промышленных предприятий
1	Содержание взвешенных веществ за счет загрязнения сточными водами	Допускается увеличение не более чем на 0,25 г/м3. Для водоемов содержащих в межень более 30 г/м3 природных минеральных веществ в пределах 5% этих величин.
2	Скорость выпадения взвесей	Не допускается более 0,4 мм/сек для проточных водоемов и 0,2 мм/ сек для водохранилищ.
3	Плавающие примеси	Не допускается на поверхности водоемов плавающие пленки, пятна минеральных масел, скопление других примесей.
4	Запах и привкус	Не допускается интенсивность более 2-х баллов, при непосредственном использовании или при последующем хлорировании
5	Окраска	Не должна обнаружится в столбика 20 см
6	Летняя температура воды после спуска сточных вод	Не должна повышаться более чес на 3°С по сравнению с максимальной температурой воды летом
7	Реакция	Не должна выходить за пределы 6,5-8,5 рН
8	Минеральный состав	Не должен превышать по плотному остатку 1000 г/м3, в том числе хлоридов 350 г/м3, сульфатов 500 г/м3
9	Содержание растворенного кислорода	Не должно быть менее 4 г/м3 в любой период года в пробе отобранной до 12 часов дня
10	БПК- биохимическая потребность в О2	БПК полное при 20°С не должна превышать 3г/м3
11	Возбудители заболеваний	Не должны содержаться сточные воды, содержащиеся возбудители заболеваний, должны подвергаться обеззараживанию перед спуском в водоем.
12	Ядовитые вещества	Не должны содержаться в концентрациях, которые могут оказать прямо или косвенно негативное влияние на организм и здоровье человека.

2 ПРИРОДНЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДОЕМЫ

Реки

Речной сток формируется под влиянием всего комплекса природных условий - климата, рельефа, почвенного и растительного покрова и т.д. Основным фактором, влияющим на величину стока, являются атмосферные осадки. В зависимости от этого реки характеризуют:

Классификация рек

· По преобладающему источнику питания и основной фазе водного режима реки:

1) весенним половодьем, обусловленным таянием снегов на равнинах и невысоких горах (реки России);

2) с весенне-летним половодьем, формирующимся за счет таяния сезонных и весенних снегов и ледников в горах;

3) с паводковым режимом, вызванным дождевыми осадками (реки Дальнего Востока);

4) питание рек подземными водам, происходит в засушливые периоды и вовремя ледостава (реки Сибири и Дальнего Востока).

· По составу воды, который зависит от ряда факторов, они подразделяются на три гидрохимических класса:

1) гидрокарбонатные (83% бассейнов рек, минерализация их воды в большинстве случаев незначительна);

2) сульфатные (4 %, минерализация выше);

3) хлоридные (7%, высокая минерализация).

· По минерализации реки классифицируют следующим образом: малой (до 200 мг/л); средней (200-500 мг/л); повышенной (500-1000 мг/л) и высокой (свыше 1000 мг/л).

· По среднегодовой мутности, которая зависит от эрозии в речных бассейнах (во влажной зоне она выражена слабее, к югу - усиливается):

1) от 10-25 мг/м³ на севере;

2) до 5-10 тыс. г/м³ в южных районах

По характеру ледового режима реки разделяют на четыре группы:

· с устойчивым ледоставом;

· с неустойчивым ледоставом;

· с отдельными ледовыми явлениями;

· с отсутствием ледовых явлений.

1 - плесовая ложбина;2 - побочень;3 - перекат

Рисунок 2 - Русло реки

Озера

На гидрохимический состав озер значительное влияние оказывают из размеры, глубина, конфигурация и замедленный водообмен. По минерализации принято выделять три группы: пресные (не более 1 г/кг); солоноватые (1-35 г/кг); и соленые (более 35 г/кг). Для термического режима большинства озер умеренной зоны характерны четыре фазы годового цикла:

· зимний период обратной стратификации - температура воды увеличивается от поверхности ко дну;

· период весенней циркуляции - вся толща воды перемешивается и приобретает одинаковую температуру (примерно 4°С);

· период прямой летней стратификации - температура понижается от поверхности (28-30°С) ко дну (где ее величина 4°С или более);

· период осенней циркуляции, когда вся вода снова перемешивается и приобретает одинаковую температуру.

Водохранилища

Позволяют аккумулировать сток половодий и паводков. Они позволяют использовать его в межень (ежегодно повторяющееся сезонное стояние низких (меженных) уровней воды в реках).

Используя водохранилище в качестве источника воды необходимо учитывать ряд условий, из которых основными можно считать нижеследующие.

Цветение воды. Под цветением воды понимают массовое развитие планктонных организмов, которые вызывают механическое загрязнение воды, изменение ее окраски и появление запахов, иногда столь значительное, что вода становиться непригодной для питья.

Основными факторами, вызывающими цветение являются: наличие в воде водохранилища большого количества питательных веществ, большая прозрачность воды, высокая температура воздуха, солнечная радиация и др. Цветение происходит преимущественно в верхних слоях воды, но иногда ветер способствует сгону планктона в сторону водозаборных сооружений. Методы борьбы в процессе эксплуатации -купоросование.

Зарастание водохранилища водной растительностью. Главнейшими факторами, которые обусловливают развитие растительности, являются: малая глубина и большая прозрачность, высокая температура, а также ее относительная неподвижность. Развиваясь в водохранилище, растения затем отмирают, ложатся на дно и там накапливаются, вследствие чего водохранилище мелеет и становится болотом. Борьбу с зарастанием водохранилища ведут путем его углубления или, чаще, выкашиванием растительности в процессе эксплуатации при помощи кос.

Минерализация воды. Минерализация воды (нарастание жесткости) является следствием ряда причин, среди которых большое значение имеет испарение. В течении 3-5 лет эксплуатации жесткость воды увеличивается в 3-7 раз и более. При этом жесткость придонных слоев в несколько раз больше, чем у поверхностных. Для борьбы с минерализацией производят периодические сбросы воды из водохранилища через донные или сифонные водоспуски.

Заиление водохранилища. Водохранилище представляет собой огромный отстойник, в котором задерживается основная масса наносов. В силу этого чаша водохранилища постепенно заиливается. Борьбу осуществляют следующими путями: посадка леса вокруг сильно размываемых площадей бассейна; укрепления размываемых берегов, оврагов и т.д.; организации "охранных" полос по периферии водохранилища против вспашки земли.

Таблица 2 - Природные условия забора воды у поверхностных источников

Условия забора воды	Мутность, устойчивость берегов и дна	Шуга и лед	Примечания
Легкие	Мутность , устойчивое ложе водоема и водотока	Отсутствие внутриводного ледообразования. Ледостав умеренной мощности (0,8м), устойчивый	Отсутствие в водоисточнике дрейсены, мидий и т.п., водорослей, малое количество загрязнений и сора
Средние	Мутность (среднее за паводок). Русло (побережье) и берега устойчивые с сезонными деформациями м. Перемещение наносов не влияет на устойчивость подводного склона постоянной крутизны	Наличие внутриводного ледообразования, прекращающегося с установлением ледостава обычно без шугозаполнения русла и образования шугозажоров. Ледостав устойчивый мощностью , формирующийся с полыньями	Наличие сора, водорослей, дрейсены, балянуса, мидий и загрязнений в количествах вызывающих помехи в работе водозабора. Лесосплав молевой и плотами. Судоходство.
Тяжелые	Мутность . Русло подвижное с переформированием берегов и дна, вызывающим изменение отметок дна до 1-2м. Наличие переработки берега с вдольбереговым перемещением наносов по склону переменной крутизны.	Неоднократно формирующийся ледяной покров с шугоходами и шугозаполнением русла при ледоставе до 60-70% сечения водотока. В отдельные годы с образованием шугозажоров в предледоставный период и ледяных заторов весной. Участки нижнего бьефа ГЭС в зоне устойчивого ледового покрова. Нагон шугольда на берег с образованием навалов на берега, торосов и шугозаполнением прибрежной зоны	То же, но в количествах затрудняющих работу водозаборов и сооружения водоснабжения
Очень тяжелые	Мутность , русло неустойчивое, систематически и случайно изменяющее свою форму. Интенсивная и значительная переработка берега. Наличие или вероятность оползневых явлений.	Формирование ледяного покрова только при шугозажорах, вызывающих подпор; транзит шуги под ледяным покровом в течение большей части зимы. Возможность наледей и перезамерзания русла. Ледоход с заторами и с большими навалами льда на берега. Тяжелые шуголедовые условия при наличии приливов

дозаборное сооружение водопользование водоисточники

3 ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

· Воды зоны активного водообмена (верхней зоны). Эти воды подвержены воздействию фильтрующихся поверхностных вод и кислорода;

· Воды зоны затрудненного водообмена (средней зоны). Эти воды имеют слабое взаимодействие с поверхностью (артезианские и межпластовые);

· Воды относительно застойного водообмена (нижней зоны). Они полностью изолированы от поверхностного влияния (для водоснабжения не используют).

Классификация подземных вод

Подземные воды можно подразделить на следующие четыре типа:

· по глубине залегания

1) грунтовые;

2) артезианские;

3) межпластовые;

· по характеру путей движения

1) пластово-поровые (в песках и песчано-гравелистых отложениях);

2) трещинные, карстовые и трещинно-карстовые;

3) порово-трещинные (преимущественно в песчаниках);

· по температуре

1) холодные до 20°;

2) теплые (от 20° до 42°) (от 20 до 36°;

3) субтерамальные, от 36 до 42° - термальные);

4) гипертермальные (выше 42°);

· по химическому составу

1) пресные (с содержанием сухого остатка до 1 г/л);

2) солоноватые ( от 1г/л до 10г/л);

3) соленые (от 10г/л до 50 г/л);

4) рассолы (более 50г/л).

Классификация подземных вод приведена в таблице 3. Схема залегания подземных вод показана на рис.3.

Таблица 3 - Классификация подземных вод

Тип подземных вод	Характеристика по напору	Геологические условия залегания водоносного горизонта	Особенности режима и питания	Использование для целей водоснабжения
Верховодка	Безнапорные	Поверхностные образования; водоупорным ложем служат линзы и прослоки менее проницаемых пород в зоне аэрации	Воды временного характера, связанные в весенним снеготаянием или длительным дождем. Область питания совпадает с областью распространения	Редко используются для водоснабжения, так как запасы воды подвержены резким колебаниям в зависимости от метеорологических факторов
Грунтовые	Безнапорные (иногда с местным напором)	Залегают на небольшой глубине от поверхности земли над первым от поверхности водоупорным пластом	Изменение уровня воды происходит под действием метеорологических факторов. Годовая амплитуда колебаний на водоразделах обычно не превышает 2 - 2,5 м; в зоне влияния паводков реки она определяется высотой и продолжительностью паводка. Питание грунтовых вод происходит в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков по всей площади распространения горизонта.	Часто используются для водоснабжения
Межпластовые безнапорные	Безнапорные (иногда с местным напором)	Аналогичны условиям грунтовых вод, но отличаются от них тем, что выше кровли водоносного слоя имеется водоупорный пласт	Принципиально те же, что и для грунтовых вод. Влияние метеорологических факторов менее выражено. Питание происходит в основном на участке, где нет водонепроницаемого пласта	Часто используются для водоснабжения
Напорные (артезианские)	Напорные	Воды заполняют весь водоносный слой, заключенный между водоупорными пластами. Приурочены в основном к геологическим структурам типа синклиналей и крыльев антиклиналей	Колебание уровня напорных вод обычно незначительно. Область распространения больше области питания. В некоторых случаях область питания совпадает с областью распространения (перетекание через слабопроницаемые слои, "окна" в них и т.д.)	Наиболее пригодны для водоснабжения ввиду стабильности запасов воды и хорошей химико-бактериологической характеристики

1 - атмосферные осадки; 2 - область питания подземных вод; 3 - верховодка;

4 - грунтовые воды; 5 - артезианская скважина; 6 - область разгрузки напорных вод; 7 - водоупорные породы; 8 - артезианские воды; 9 - пьезометрическая линия

Рисунок 3 - Схема залегания подземных вод

4 ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ

Создание санитарных зон необходимо для предотвращения загрязнения источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. Они охватывают эксплуатируемый водоем и часть бассейна его питания. На этой территории, как правило, организуют три пояса санитарных зон, в каждом из которых устанавливают особый режим, санитарный надзор и контроль за качеством воды в источнике.

Границы первого пояса зоны санитарной охраны (строго режима) ограничивают источник в месте забора воды и площадку, занимаемую водозаборами, насосными станциями, очистными сооружениями и резервуарами чистой воды. Этот пояс охватывает акваторию рек и подводящих каналов не менее чем на 200 м от водозабора вверх по течению и 100 м вниз по течению. По прилегающему берегу она проходит на расстоянии не менее чем на 100 м от линии уреза воды при максимальном уровне. При ширине реки или канала до 100 м в зону первого пояса входит часть противоположного берега (по отношению к водозабору) шириной 50 м, при большей ширине акватория шириной не менее 100 м.

Зона санитарной охраны первого пояса для водохранилищ и озер охватывается границей, проходящей на расстоянии 100 м от водозабора по всей акватории источника к берегу. Для подземных источников граница проходит в радиусе 30 м от водозабора, если источник надежно защищен; при отсутствии надежных гарантий защиты границы пояса проходят в радиусе 50 м.

В санитарной зоне первого пояса запрещено пребывание людей, не связанных с эксплуатацией сооружений.

Второй пояс охватывает территорию по обеим сторонам реки на расстоянии 500-1000 м вверх по течению реки. Зона санитарной охраны этого пояса назначается исходя из пробега воды от его границы до водозабора в течении 3 сут. при расходе воды 95%-ой обеспеченности.

Третий пояс охватывает территорию, окружающую источник, который оказывает влияние на формирование качества воды в нем. Границы территории третьего пояса определяются исходя из возможности загрязнения источника химическими веществами.

5 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ИСТОЧНИКАМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

1. Любой источник должен обеспечивать получение необходимого количества воды с учетом норм водопотребления и перспективного развития.

2. Бесперебойность снабжения водой потребителя.

3. Качество воды в наибольшей степени должно отвечать нуждам потребителей после самой простой и дешевой очистки.

4. Подачу воды объекту с наименьшими затратами средств.

Таблица 5 - Категории надежности водозаборов

Категория ВЗ	Характеристика обеспеченности	Примечания
I категория	Допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30% расчетного расхода воды и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должна превышать 3 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается не более чем на 10 мин.	Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные системы водоснабжения населенных пунктов при числе жителей в них более 50 тыс. чел. Следует относить к I категории.
II категория	Допускаемое снижение подачи воды - то же, что при I категории; длительность снижения подачи - не более 10 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела - до 6ч.	Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные системы водоснабжения населенных пунктов при числе жителей в них от 5 до 50 тыс. чел.
III категория	Допускаемое снижение подачи воды - то же, что при I категории; длительность снижения подачи - недолжна превышать 15 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела - до 24ч.	Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные системы водоснабжения населенных пунктов при числе жителей в них менее 5 тыс. чел.

Условия выбора места расположения водозабора

1. Водозабор должен располагаться как можно ближе к потребителю.

2. Количество и качество воды должно соответствовать требованиям потребителя или отвечать этим требованиям после очистки.

3. Водозабор не должен мешать проведению водохозяйственных мероприятий и ущемлять интересы других водопотребителей.

4. Возможность организации надежной и не дорогой санитарной охраны.

Размещено на Allbest.ru